FARKLI YÖNTEMLERLE KURUTULAN
ENGİNARLARIN (Cynara cardunculus L. Var. Scolymus) FİZİKOKİMYASAL ÖZELLİKLERİNİN
ARAŞTIRILMASI VE KURUTMA
KARAKTERİSTİKLERİNİN MATEMATİKSEL MODELLENMESİ
Kübra Gizem ŞAHİN
T.C.
BURSA ULUDAĞ ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
FARKLI YÖNTEMLERLE KURUTULAN ENGİNARLARIN (Cynara cardunculus L. Var. Scolymus) FİZİKOKİMYASAL ÖZELLİKLERİNİN
ARAŞTIRILMASI VE KURUTMA KARAKTERİSTİKLERİNİN MATEMATİKSEL MODELLENMESİ
Kübra Gizem ŞAHİN
Prof. Dr. Ömer Utku ÇOPUR (DanıĢman)
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ
GIDAMÜHENDĠSLĠĞĠ ANABĠLĠM DALI
BURSA– 2019
ENGİNARLARIN (Cynara cardunculus L. Var. Scolymus) FİZİKOKİMYASAL ÖZELLIKLERININ ARAŞTIRILMASI VE KURUTMA KARAKTERİSTİKLERINİN MATEMATİKSEL MODELLENMESİ" adlı tez çalışması aşağıdaki jüri tarafından oy birliği ile Bursa Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Teknolojisi Anabilim Dalı'nda YÜKSEK LISANS TEZI olarak kabul edilmiştir.
Danışman : Prof. Dr. Ömer Utku ÇOPUR Üye Prof. Dr. Ömer Utku ÇOPUR
Bursa Uludağ Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Gıda Mühendisi iği Anabilim Dalı
Üye Doç. Dr. Canan Ece TAMER
Bursa Uludağ Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı
Üye Dr. Oğr. Üyesi Aycan ÇINAR
Bursa Teknik Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi,
Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı
Yukarıdaki sonucu onaylar
Prof. Dr. Hüseyin el EsEN Enstitü d rü
../../ O•
— tez içindeki bütün bilgi ve belgeleri akademik kurallar çerçevesinde elde ettiğimi,
— görsel, işitsel ve yazılı tüm bilgi ve sonuçları bilimsel ahlak kurallarına uygun olarak sunduğumu,
- başkalarının eserlerinden yararlanılması durumunda ilgili eserlere bilimsel normlara uygun olarak atıfta bulunduğumu,
— atıfta bulunduğum eserlerin tümünü kaynak olarak gösterdiğimi, - kullanılan verilerde herhangi bir tahrifat yapmadığımı,
- ve bu tezin herhangi bir bölümünü bu üniversite veya başka bir üniversitede başka bir tez çalışması olarak sunmadığımı
beyan ederim.
31/07/2019 Kübra Gizem ŞAHİN
i ÖZET Yüksek Lisans Tezi
FARKLI YÖNTEMLERLE KURUTULAN ENGĠNARLARIN (Cynara cardunculus L.
Var. Scolymus) FĠZĠKOKĠMYASAL ÖZELLĠKLERĠNĠN ARAġTIRILMASI VE KURUTMA KARAKTERĠSTĠKLERĠNĠN MATEMATĠKSEL MODELLENMESĠ
Kübra Gizem ŞAHİN Bursa Uludağ Üniversitesi
Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Ömer Utku ÇOPUR
Bu çalıĢmada BayrampaĢa enginar (Cynara cardunculus var. scolymus L.) tablalarında 2 farklı ön iĢlem (suda haĢlama ve buharda haĢlama) ve farklı parametreler ile 3 farklı kurutma yöntemi (konveksiyonel kurutma, mikrodalgada kurutma ve vakum altında kurutma) uygulanarak kurutulan enginarların antioksidan aktiviteleri ve fizyolojik değiĢimlerinin incelenmesi amaçlanmıĢtır. ÇalıĢmada taze enginar kabinde pH, titrasyon asitliği, toplam kuru madde analizleri yapılmıĢ olup, hem taze enginar kalbinde hem de kurutulmuĢ enginarda antioksidan kapasite (DPPH, FRAP ve CUPRAC), toplam fenolik bileĢik ve renk analizleri yapılmıĢtır. Bununla birlikte kurutulmuĢ enginar kalbi örneklerinin matematiksel olarak kurutma modellemeleri yapılmıĢtır. Taze enginar kalbinin pH değerinin 4,73, titrasyon asitliği değerinin 0,05 g/100 g ve toplam kuru madde miktarının ise 14,09 g/100 g olduğu belirlenmiĢtir.
KurutulmuĢ enginarda renk analizleri sonucunda L değerinin 28,35 - 46,25, a değerinin 2,27 - 7,85 ve b değerinin ise 11,84 - 25,51 arasında değiĢtiği görülmüĢtür. Antioksidan analiz yöntemlerine göre kurutulmuĢ enginar örneklerinde antioksidan miktarlarının genel olarak taze enginar kalbine göre oldukça düĢtüğü gözlemlenmiĢtir. KurutulmuĢ enginar kalbinin antioksidan aktivitesi DPPH yönteminde 5,46 - 6,59 µmol troloks/g kuru ağırlık aralığında, CUPRAC yönteminde 1,40 - 66,98 µmol troloks /g kuru ağırlık FRAP yönteminde ise 1,13 - 20,78 µmol troloks/g kuru ağırlık olarak değiĢmiĢtir.
KurutulmuĢ enginar örneklerinin toplam fenolik bileĢen içeriğinin ise 64,54 - 160,24 mg GAE**/100 g arasında olduğu gözlemlenmiĢtir. Kurutma iĢlemlerine uygulanan matematiksel modelleme sonucunda R2 (0,9989), RMSE (0,0023) ve x2 (0,00007) değerleri göz önüne alındığında, tüm kurutma yöntemlerinde en uygun sonucun Page ve Modifiye Page modellerinden alındığı tespit edilmiĢtir.
Anahtar Kelimeler: Antioksidan aktivite, enginar (Cynara cardunculus var. scolymus L.), kurutma, matematiksel modelleme
2019, ix+58 sayfa.
ii ABSTRACT
MSc Thesis
INVESTIGATION OF PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES OF ARTICHOKE (Cynara cardunculus L. Var. Scolymus) DRIED BY DIFFERENT METHODS AND
MATHEMATICAL MODELLING OF DRYING CHARACTERISTICS Kubra Gizem SAHIN
Bursa Uludağ University
Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Food Engineering
Supervisor: Prof. Dr. Omer Utku COPUR
In the current study it was aimed to investigate the physiological changes and antioxidant activites of BayrampaĢa artichoke (Cynara cardunculus var. scolymus L.) cultivar that was dried as slices by applying two different pretreatments (boiling and steaming) and three different drying methods (convenctional, microwave and vacuum drying). Titration acidity, pH anf total dry matter analyzes were carried on fresh artichoke hearts. Also, antioxidant capacity (DPPH, FRAP and CUPRAC), total phenolic compounds and color analyzes were measured in both fresh artichoke hearts and dried artichokes, and mathematical modeling was conducted in dried artichoke heart samples. Titration acidity, pH and total dry matter content were determined as 0,05 g/100 g, 4,3 and 14,09 g/100 g, respectively. As a result of the color analysis of dried artichokes, it was found that L value were between 28,35 – 46,25, a value of 2,27 – 7,85 and b value of 11,84 – 25,51, respectively. According to the antioxidant analysis methods, the amount of antioxidants in dried artichoke samples was observed to be considerably lower than fresh artichoke heart. The antioxidant activities of the dried artichoke heart were between 5,46 – 6,59 µmol trolox/g dry weight in DPPH method, 1,40 – 66,98 µmol trolox in CUPRAC method and 1,13 – 20,78 µmol trolox/g dry weight in FRAP method. The total phenolic content of the dried artichoke samples was determined between 64,54 – 160,24 mg gallic acid/g dry weight. Page and Modified Page models are the best fitted drying methods with the highest value of R2 (both of them 0,9989) and the lowest values of RMSE (0,0023 for both) and x2 (0,00007 – 0,00007) compared to other models.
Key words: Artichoke (Cynara cardunculus var. scolymus L.), drying, mathematical modeling, antioxidant activity
2019, ix+58 pages.
iii TEŞEKKÜR
ÇalıĢmalarımın her aĢamasında yardımlarını ve hoĢgörüsünü esirgemeyen, kıymetli tecrübe ve bilgi birikimi ile yol gösteren değerli danıĢmanım sayın Prof. Dr. Ömer Utku ÇOPUR‟a, çalıĢmalarımın her aĢamasında katkılarını gördüğüm sayın Doç. Dr. Canan Ece TAMER‟e, ve Doç. Dr. Bige ĠNCEDAYI hocalarıma, AraĢ. Gör. Dr. Senem SUNA ve AraĢ. Gör. Azime ÖZKAN KARABACAK‟a, ayrıca tezimin düzenlenmesi ve kontrol edilmesi aĢamalarında hoĢgörü ve sabır ile desteklerini esirgemeyen AraĢ. Gör.
Dr. GülĢah ÖZCAN SĠNĠR hocama, tezimin deneysel çalıĢmaları sırasında yardımcı olan değerli arkadaĢım Feride DURMUġ‟a, tüm tez sürecinde gösterdiği anlayıĢ ve destek için Sayın Erkan ERK‟e, eğitimim ve çalıĢmalarım süresince desteklerini hiçbir zaman esirgemeyen annem Hülya ġAHĠN, babam Ġbrahim ġAHĠN ve kardeĢim Oğuzhan ġAHĠN‟e sonsuz teĢekkürlerimi sunarım.
Kübra Gizem ġAHĠN
iv
İÇİNDEKİLER
Sayfa
ÖZET... i
ABSTRACT ... ii
TEġEKKÜR ... iii
SĠMGELER ve KISALTMALAR DĠZĠNĠ ... v
ġEKĠLLER DĠZĠNĠ ... vii
ÇĠZELGELER DĠZĠNĠ ... viii
1.GĠRĠġ…… ... 1
2.KURAMSAL TEMELLER ve KAYNAK ARAġTIRMASI ... 3
2.1.Enginar ... 3
2.2.Kurutma Teknolojisi ... 6
2.3.Kurutma ile Ġlgili yapılan ÇalıĢmalar ... 19
3.MATERYAL VE YÖNTEM ... 23
3.1.Materyal ... 23
3.2.Yöntem ... 23
3.3.KurutulmuĢ enginar dilimlerinde yapılan analizler ... 26
3.4.Hesaplamalar ... 29
3.5.Modelleme ÇalıĢmaları ... 30
3.6. Ġstatistiksel analiz ... 32
4.BULGULAR ve TARTIġMA ... 33
4.1.Taze enginara ait fizikokimyasal analiz sonuçları ve yorumlanması ... 33
4.2. Enginar dilimlerinin farklı kurutma teknikleri ile kurutulması sonucu elde edilen veriler ve yorumlanması ... 35
4.3.KurutulmuĢ enginara ait fenolik madde ve antioksidan kapasite analiz sonuçları ve yorumlanması ... 41
4.4.KurutulmuĢ enginar örneklerine ait renk değerlerinin yorumlanması ... 44
4.5.KurutulmuĢ Enginarların Matematiksel modellemesi ve elde edilen veriler ... 45
5. SONUÇ…. ... 51
KAYNAKLAR ... 53
ÖZGEÇMĠġ ... 58
v
SİMGELER ve KISALTMALAR DİZİNİ
Simgeler Açıklama
a Rengin kırmızılığı (+) ya da yeĢilliği (-) b Rengin sarılığı (+) ya da maviliği (-)
L Parlaklık
nmol nanomol
R2 Korelesyon katsayısının karesi µmol mikromol
Kısaltmalar Açıklama CCl4 Karbon tetraklorür
CUPRAC Bakır(II) indirgeme kapasitesi DPPH 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl E1 Ön iĢlemsiz 10 kPa vakum E2 Ön iĢlemsiz 15 kPa vakum E3 Ön iĢlemsiz 25 kPa vakum E4 Ön iĢlemsiz 60°C konveksiyonel E5 Ön iĢlemsiz 70°C konveksiyonel E6 Ön iĢlemsiz 80°C konveksiyonel E7 Ön iĢlemsiz 30 P mikrodalga E8 Ön iĢlemsiz 50 P mikrodalga E9 Ön iĢlemsiz 80 P mikrodalga E10 60 sn suda haĢlama 10 kPa vakum E11 60 sn suda haĢlama 15 kPa vakum E12 60 sn suda haĢlama 25 kPa vakum E13 60 sn suda haĢlama 60°C konveksiyonel E14 60 sn suda haĢlama 70°C konveksiyonel E15 60 sn suda haĢlama 80°C konveksiyonel E16 60 sn suda haĢlama 30 P mikrodalga E17 60 sn suda haĢlama 50 P mikrodalga E18 60 sn suda haĢlama 80 P mikrodalga E19 60 sn buharda haĢlama 10 kPa vakum E20 60 sn buharda haĢlama 15 kPa vakum E21 60 sn buharda haĢlama 25 kPa vakum E22 60 sn buharda haĢlama 60°C konveksiyonel E23 60 sn buharda haĢlama 70°C konveksiyonel E24 60 sn buharda haĢlama 80°C konveksiyonel E25 60 sn buharda haĢlama 30 P mikrodalga E26 60 sn buharda haĢlama 50 P mikrodalga E27 60 sn buharda haĢlama 80 P mikrodalga FAO Food and Agriculture Organization
FRAP Ferrik iyon indirgeme antioksidan parametresi GAE Gallik asit eĢdeğeri
vi HPLC Yüksek basınçlı sıvı kromatografisi SÇKM Suda çözünür kuru madde
TE Taze enginar
TPTZ 2,4,6-tris(2-pyridl)-s-triazine
Troloks 6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-karboksilik asit TÜĠK Türkiye istatistik kurumu
vii
ŞEKİLLER DİZİNİ
Sayfa
ġekil 2.1: Enginar üretiminin dünya üzerindeki bölgesel dağılımı ... 3
ġekil 2.2: Enginar üretim miktarının ülkelere göre dağılımı ... 4
ġekil 3.2: Enginar dilimlerinin vakum kurutma iĢlem basamakları ... 24
ġekil 3.3: Enginar dilimlerinin mikrodalga kurutma iĢlem basamakları ... 25
ġekil 4.1: Ön iĢlem uygulanmayan enginar dilimlerinin konveksiyonel kurutmada zamana karĢı nem içeriği ... 35
ġekil 4.2: Suda haĢlanan enginar dilimlerinin konveksiyonel kurutmada zamana karĢı nem içeriği ... 36
ġekil 4.3: Buharda haĢlanan enginar dilimlerinin konveksiyonel kurutmada zamana karĢı nem içeriği ... 36
ġekil 4.4: Ön iĢlem uygulanmayan enginar dilimlerinin vakum tipi kurutmada zamana karĢı nem içeriği ... 37
ġekil 4.5: Suda haĢlanan enginar dilimlerinin vakum tipi kurutmada zamana karĢı nem içeriği... 38
ġekil 4.6: Buharda haĢlanan enginar dilimlerinin vakum tipi kurutmada zamana karĢı nem içeriği ... 38
ġekil 4.7: Ön iĢlem uygulanmayan enginar dilimlerinin mikrodalga tipi kurutmada zamana karĢı nem içeriği ... 39
ġekil 4.8: Suda haĢlanan enginar dilimlerinin mikrodalga tipi kurutmada zamana karĢı nem içeriği ... 40
ġekil 4.9: Buharda haĢlanan enginar dilimlerinin mikrodalga tipi kurutmada zamana karĢı nem içeriği ... 40
viii
ÇİZELGELER DİZİNİ
Sayfa
Çizelge 2.1: Ġllere göre toplam enginar ekim alanı ve üretim miktarları ... 5
Çizelge 2.2 : Bazı kurutulmuĢ gıda gruplarına ait su aktivite değerleri ... 8
Çizelge 3.1: Page modelini ait eĢitlik ... 31
Çizelge 3.2: Modifiye Page modeline ait eĢitlik ... 31
Çizelge 3.3: Logaritmik modele ait eĢitlik ... 31
Çizelge 3.4: Henderson and Pabis Modeline ait eĢitlik... 32
Çizelge 3.5: Lewis modeline ait eĢitlik ... 32
Çizelge 4.1: Taze enginara ait fizikokimyasal analiz sonuçları ... 33
Çizelge 4.2: Taze enginara ait toplam fenolik madde ve antioksidan kapasite analiz sonuçları ... 34
Çizelge 4.3: KurutulmuĢ enginar dilimlerine ait antioksidan aktivite ve toplam fenolik madde içeriği ... 41
Çizelge 4.4. KurutulmuĢ enginar dilimlerine ait renk değerleri ... 44
Çizelge 4.5. Konveksiyonel kurutma yapılan enginarlara ait deneysel veriler ... 46
Çizelge 4.6 : Vakum kurutma yapılan enginarlara ait deneysel veriler ... 48
Çizelge 4.7: Mikrodalgada kurutma yapılan enginarlara ait deneysel veriler ... 49
1 1. GİRİŞ
Enginar (Cynaracardunculus L. var. scolymus) bitkisi M.Ö. 4. yy‟dan beri bilinen Asteraceae familyasına ait çok yıllık otsu bir bitkidir. Eski Mısırlılar, Yunanlar ve Romalılar‟dan günümüze kadar besin maddesi ve terapötik etkilerinden faydalanılmaktadır (Lattanzio ve ark. 2009).
Son yıllarda fonksiyonel gıdaların öneminin anlaĢılması, enginarın öneminin de artmasını sağlamıĢtır. Yapılan in vivo ve in vitro çalıĢmalar enginarın sağlık üzerine pek çok faydası olduğunu ortaya koymuĢtur (Eljounaidi ve ark. 2015).
Antioksidan, antikarsinojenik, antigenotoksik, kolestrol düĢürücü, hepatoprotektif, diüretik, anti-inflamatuar özelliklerinin yanı sıra antifungal, anti-HIV ve antibakteriyel özelliklerinin olduğu bilinmektedir (Lombardo ve ark. 2010).
Enginar bitkisi yüksek miktarda flavon, luteolin, apigenin, inülin ve kafeoilkuinik asit içerir. Kafeolkuinik asit (5-0-kafeolkuinik asit, 1,5-di-O-kafeolkuinik asit, 3,5-di-O- kafeolkuinik asit) ve flavonoller, polifenol grubunda yer almakta, antioksidan aktivite ve reaktif oksijenlere karĢı süpürücü özellik göstermektedirler. Ayrıca polifenoller, gıdanın renk, doku ve duyusal özelliklerinin niteliğinin belirlenmesinde önemli bir etkendir. Ġçeriğinde bulunan inülin, düĢük kalorili bir lif olup, yağdan arındırılmıĢ gıdaların üretiminde kullanılma potansiyeline sahiptir ve aynı zamanda bağırsak mikroflorasını düzenleyici özelliği bulunmaktadır. (Sihem ve ark. 2015).
Enginar içeriğindeki fenolik bileĢikler, bitkinin kısımlarına, hasat zamanına, bitkinin olgunluğuna, iĢlenme ve depolama koĢullarına göre değiĢkenlik göstermektedir.
Enginarın iĢlenmesinden sonra ayrılan yan ürünler, hayvan yemi olarak ve fonksiyonel katkı maddelerinin geri kazanılmasında kullanılmaktadır (Petropoulos ve ark. 2017).
Enginarın yenilebilir kısımları buğulanarak, haĢlanarak, kızartılarak veya çiğ olarak tüketilmektedir (Machado ve ark. 2017). Ayrıca konserve ve dondurulmuĢ olarak muhafaza edilip, mevsim dıĢında da tüketiciye kolaylıkla ulaĢması sağlanmaktadır.
2
Enginar yapraklarıyla ilgili mevcut çalıĢmalar yeterli düzeyde kabul edilebilecekken, enginar kalbiyle ilgili yapılan çalıĢmalar henüz kapsamlı düzeyde değildir (Reidah ve ark. 2013). Bu çalıĢma kapsamında tüm veriler gözününe alınarak enginar kurutma iĢlemi yapılmıĢ ve enginarın daha uzun süre muhafaza edilmesi sağlanıp, pizza, bebek maması, hazır çorba gibi gıdalarda kullanılmasına olanak verilmesi planlanmıĢtır.
Kurutma iĢlemi, kontrollü Ģartlar altında ısı uygulaması ile gıdada var olan suyun direkt buharlaĢması ya da dondurarak kurutma tekniğinde olduğu gibi süblimleĢmesi sonucu uzaklaĢtırılması iĢlemi olarak tanımlanmaktadır (Soysal ve ark. 2009).
Kurutma ile meyve ve sebzelerin bünyesindeki % 80–95 oranındaki suyun % 10–20 oranına düĢürülerek uzun süre dayanması sağlanabilmektedir.
Günümüze kadar kurutma teknolojisinde yapılan çalıĢmaların amaçları arasında; değiĢik ürünlerde en uygun kurutma koĢullarını belirlemek, kurutucu tiplerini geliĢtirmek, kurutucu dizaynında gerekli olan verileri elde edebilmek ayrıca ek olarak daha kısa süreli ve yüksek verimli bir kurutma gerçekleĢtirebilmek olarak sıralanmaktadır.
Bu tez çalıĢmasında Bursa ilinin Hasanağa ilçesindeki tarlalardan toplanan BayrampaĢa enginar tablalarında; 2 farklı ön iĢlem ve farklı parametreler ile 3 farklı kurutma yöntemi (konveksiyonel kurutma, mikrodalgada kurutma ve vakum altında kurutma) uygulanarak kurutulan enginarların antioksidan aktiviteleri ve fizyolojik değiĢimleri incelenmiĢtir. Ayrıca enginarların kurutma karakteristikleri Lewis, Page, Modified Page, Handerson ve Pabis, Logarithmic olmak üzere 5 farklı matematiksel modelleme yöntemi ile belirlenmiĢtir (AlibaĢ 2012).
3
2. KURAMSAL TEMELLER ve KAYNAK ARAŞTIRMASI 2.1. Enginar
Enginar (Cynaracardunculus L. var. scolymus) bitkisi, özellikle Akdeniz ikliminin etkisini gösterdiği yerlerde yetiĢen otsu bir bitkidir. Enginarın yenilebilir kısımları etli yaprakları ve haznesinden oluĢan kapitula veya baĢ kısmını içeren olgunlaĢmamıĢ çiçek kısımlarıdır. Hasat zamanına bağlı olarak enginar bitkisinin baĢ (olgunlaĢmamıĢ çiçek) ağırlığı 150 g ile 600 g arasında değiĢkenlik gösterebilmektedir. Enginar bitkisi, dokuda yumuĢama ve lif artıĢı gerçekleĢmeden hasat edildiğinde daha yüksek kalitede tüketiciye ulaĢmaktadır.
Enginar, özellikle Akdeniz ülkelerinde tarıma ayrılan kısmın büyük bir bölümünü kendisine yer edinmiĢtir. Ġtalya (365 991 ton), Mısır (236 314 ton), Ġspanya (185 801 ton), Çin (85 532 ton) ve Fransa(45 914 ton)‟da yaygın olarak üretilmesinin yanı sıra Türkiye ve Ġran gibi Yakındoğu ülkelerinde, Fas, Cezayir, Tunus gibi Kuzey Afrika bölgesinde ve Güney Amerika‟da üretilmektedir (FAO, 2018).
Şekil 2.1. Enginar üretiminin dünya üzerindeki bölgesel dağılımı
Asya Avrupa
Afrika
Amerika 0%
50%
11% 042%
028%
019%
4
Şekil 2.2. Enginar üretim miktarının ülkelere göre dağılımı (ton)
Türkiye‟de enginar üretimi de her geçen gün artıĢ göstermektedir. Türkiye‟de enginar üretimi daha çok vejetatif yöntemlerle gerçekleĢtirildiği için ağırlıklı olarak BayrampaĢa enginarı ve Sakız enginarı üretilmektedir Bunun yanı sıra yerli ve ithal enginarlar da konserve ve dondurularak muhafaza ile piyasaya sunulmaktadır. En çok enginar üretiminin yapıldığı iller; Ġzmir, Bursa, Aydın ve günümüzde geçmiĢ yıllara göre daha çok ekim alanı ayrılarak daha çok ürün elde edilen Sakarya‟dır (TÜĠK, 2018). Çizelge 2.1‟de yıllara göre il bazında toplam ekim alanı ve üretim miktarları veriĢmiĢtir.
395991,0
236314,0
185796,0
108801,0 107257,0
85532,0
45914,0 44720,0
,0 50000,0 100000,0 150000,0 200000,0 250000,0 300000,0 350000,0 400000,0 450000,0
İtalya Mısır İspanya Peru Arjantin Çin Fransa Amerika
5
Çizelge 2.1. Ġllere göre yıl bazında toplam enginar ekim alanı ve üretim miktarları
Enginar bitkisi, yüksek miktarda fenolik bileĢen, mineral (K, Na, P), askorbik asit ve biyoaktif bileĢen kaynağı olmasının yanı sıra içerdiği yüksek miktardaki inülinden dolayı zengin bir lif kaynağıdır. Enginar yaklaĢık olarak 7,8 g/100 g karbonhidrat, 2,3-3 g/100 g protein, 0,2-0,3 g/100 g yağ ve 86,5 g/100 g su ihtiva eder. Ancak hasat sonrasında, mekanik, biyokimyasal ve fizyolojik bozulma ile yüksek solunum hızına sahip olduğundan, hızlı bir Ģekilde ağırlık kaybı, besin değerlerinde kayıplar ve bunların yanı sıra mikrobiyal bozulmaya uğrar. Bu nedenle enginar ile ilgili yapılan çalıĢmalar ağırlıklı olarak raf ömrünü uzatmaya yönelik yoğunlaĢmıĢtır. Modifiye atmosfer uygulamaları, yenilikçi ambalajlar, anti-esmerleĢme ajanları gibi pek çok teknolojik yöntem taze enginar tablaları üzerinde raf ömrünü uzatmak ve kalitesini stabil tutmak adına pek çok çalıĢmada uygulanmıĢtır.
ĠZMĠR AYDIN BURSA SAKARYA
YIL Ekilen Alan (Dekar)
Üretim Miktarı (ton)
Ekilen Alan (Dekar)
Üretim Miktarı (ton)
Ekilen Alan (Dekar)
Üretim Miktarı (ton)
Ekilen Alan (Dekar)
Üretim Miktarı (ton) 2004 9 790 13 492 830 1 338 10 380 12 316
2005 9 840 15 684 1 460 1 370 10 550 12 965 20 20
2006 9 975 11 371 1 535 2 247 10 630 13 320 10 10
2007 8 140 9 709 1 792 2 474 10 655 12 483 340 340 2008 8 000 9 530 1 965 2 604 10 745 12 537 374 374 2009 8 299 9 732 2 945 3 792 11 044 12 936 785 1 097 2010 8 504 10 547 2 894 3 766 5 555 6 268 726 1 043 2011 8 574 10 738 3 673 4 697 5 595 7 758 1 022 1 393 2012 8 450 10 606 4 312 5 437 4 385 5 041 1 020 1 389 2013 8 879 11 145 5 240 6 592 4 879 5 599 951 1 345 2014 8 818 11 339 5 189 650 5 019 5 716 1 225 1 757 2015 8 623 11 094 4 768 5 990 4 984 5 074 1 220 1 751 2016 8 673 11 085 4 910 6 219 4 934 5 047 3 505 5 188 2017 9 353 11 845 4 967 6 291 5 139 5 724 4 186 6 217
6 2.2. Kurutma Teknolojisi
Kurutma iĢlemi, gıdaların uzun süreli muhafaza edilmesi için çok eski zamanlardan günümüze kadar kullanılan yöntemlerden biridir. Kurutma, ürüne uygulanan sıcaklık ile ihtiva ettiği nemin doğrudan buharlaĢarak uzaklaĢması veya dondurarak kurutma yönteminde olduğu gibi ürünün önce katı faza getirilip daha sonra süblimleĢme ile içeriğindeki nemin kontrollü Ģartlar altında uzaklaĢtırılması iĢlemidir (Cemeroğlu ve ark. 2013). Kurutma iĢleminde ısı ve kütle aktarımı beraber gerçekleĢmektedir (Pinelo ve ark. 2005). Kurutulan ürüne bağlı olarak, genellikle, kurutma iĢleminin ardından ihtiva ettiği nem miktarı, kurutma öncesi olan yaĢ baza göre %1 ile %15 arasında değiĢkenlik göstermektedir.
Gıdaların kurutularak dayandırılması, insanoğlunun ilk çağlardan itibaren doğadan öğrendiği ve teknolojik geliĢmelerle beraber gıda muhafazasında oldukça geniĢ yer tutan en eski muhafaza yöntemlerinden biridir. Gıdaların kurutularak muhafaza edilmesinin endüstriyel ortama taĢınması 18.yy‟a tekabül etmektedir. Yapılan araĢtırmalarda çok eski tarihlerde incir, üzüm, et, balık gibi gıdaların rüzgar ve güneĢten faydalanılarak kurutulduğu belirlenmiĢtir. Teknolojik geliĢmelerin olmadığı ilk çağlarda insanların gıdaları muhafaza etmek için baĢvurdukları yöntemler; dumanlama, turĢu yapma, tuzlama ve kurutma olarak tespit edilmiĢtir (Yılmaz 2000).
15.yy ve 16.yy‟da denizcilerin uzun süren seyahatlerinde gıdalarını kurutarak sakladıkları bilinmektedir. Hatta Kristof Colomb‟un keĢif için çıktığı deniz yolculuklarında yanında kuru gıdalar aldığı kaynaklarda yer edinmiĢtir (Dadalı 2007).
17. ve 18.yy„lara gelindiğinde özellikle savaĢların baĢlaması ile birlikte gıdaların uzun süreli muhafazasına oluĢan ihtiyaçtan dolayı gıdaların kurutulması sanayide yer edinmiĢ ve Fransızların ilk fırın tipi kurutucuyu geliĢtirmesi ile meyve-sebze kurutulması endüstriyel boyuta geçiĢ yapmıĢtır. Kurutma teknolojisinin geliĢmesi ve yaygınlaĢmasında en büyük etken askeri amaçlı kullanım ihtiyacıdır. Özellikle savaĢ dönemlerinde, gıdanın daha uzun süre muhafaza edilebilmesi ve ürünün ağırlığı ile kapladığı alanın azalması gibi nedenlerden dolayı kurutulmuĢ gıdalar tercih edilmiĢtir.
Kırım savaĢı döneminde Ġngilizlerin, kendi ülkelerinden kurutulmuĢ gıda taĢıdıkları bilinmektedir. Ayrıca 1. Dünya SavaĢı zamanında 4 500 ton kurutulmuĢ gıda Amerika
7
BirleĢik Devletleri tarafından cephelere gemiler ile taĢınmıĢtır. 1900‟lü yılların baĢında Amerika BirleĢik Devletleri‟nde meyve ve sebze kurutulması yaygınlaĢmıĢ, özellikle patates, tatlı mısır, ıspanak, lahana, kereviz, havuç ve Ģalgam endüstriyel boyutta kurutulmaya baĢlanmıĢtır (Barbosa ve Vega 1996). Daha sonraları püskürtmeli ve valsli kurutucular geliĢtirilerek güneĢ ile doğal kurutma yerine teknolojik olarak yumurta ve süt kurutulmaya baĢlanmıĢtır (Saldalı ve Saldamlı 2004).
Eski zamanlarda rüzgar ve güneĢ yardımı ile yapılan kurutma iĢlemi 20.yy‟a gelindiğinde teknolojik olarak büyük önem kazanmıĢtır. Gıdaların kurutulması günümüzde sadece bir muhafaza yöntemi olarak değerlendirilmemekte aynı zamanda ürününün kurutulduktan sonra hacim ve ağırlık azalması ile depolama, paketleme ve taĢıma aĢamalarında büyük kolaylık sağlamaktadır. Ayrıca, patates püresi, çay ve çözünebilir kahve gibi gıda maddelerinin kurutma teknolojisinin geliĢmesiyle üretimi sağlanabilmiĢtir (Hatipoğlu 2002).
Gıda endüstrisinde çok önemli bir yer edinen kurutma teknolojisindeki temel amaç, ürünün ihtiva ettiği serbest suyun uzaklaĢtırılarak, üründe oluĢabilecek kimyasal ve biyolojik aktivitelerle beraber, mikroorganizmaların geliĢmesini sınırlandırarak veya durdurarak, gıda maddelerinin daha uzun bir süre bozulmadan dayandırılmasını sağlamaktır (Pinelo ve ark. 2005). Kurutma iĢlemi ile birlikte su aktivitesinin ve nem miktarının azaltılmasıyla mikrobiyal aktivitenin düĢürülmesinin yanı sıra enzimatik ve enzimatik olmayan esmerleĢme reakiyonlarının sınırlandırılmasını sağlamaktadır (Karel ve Lund 2003).
Mikrobiyal geliĢme ve kimyasal tepkimeler için gerekli olan serbest suyun ölçümü, su aktivitesini (aw) ifade eder. Teorik olarak su aktivitesi, ürün içerisindeki serbest suyun buhar basıncının, aynı sıcaklık değerindeki saf suyun buhar basıncına oranı olarak tanımlanır ve ürünlerin kurutulması ile su aktivitesi, mikrobiyolojik geliĢmenin olmayacağı değerler aralığına getirilmiĢ olur (Zhao ve ark. 2002).
Gıda ürünlerinde bozulma etmeni olan küflerin yaĢamsal faaliyetlerini devam ettirebilmeleri için gerekli olan su aktivitesi değerlerinin alt sınırı 0,70 olarak kabul edilirken, bakteriler için ise bu değer 0,90 kabul edilmektedir (Troller 1980).
8
Taze sebze ve meyvelerin su aktivite değerleri genellikle 0,970 ile 0,996 arasında değiĢiklik göstermektedir (Cemeroğlu 2004).
Çizelge 2.2. Bazı kurutulmuĢ gıda gruplarına ait su aktivite değerleri (Jay 2000)
Su aktivitesi (aw) Ürünler
0,60-0,75 Kuru meyveler
0,30-0,40 Kuru Sebzeler
0,80-0,91 Reçel ve Marmelat
0,79-0,84 Meyve suyu konsantreleri
0,65-0,75 Tahıl ve Baklagiller
Kurutma Hızının Bağlı Olduğu Etmenler
Ürün Boyutu: Gıda ürünlerinin kuruma hızı, kalınlığı ile ters orantılı iken yüzey alanlarının ölçütleriyle doğru orantılıdır. Kurutulan bir gıda maddesi ne kadar kalınsa, yüzey alanı o kadar az ve kuruma hızı da bu doğrultuda yavaĢ olacaktır. Ürünler kurutulurken kalınlıklarından kaynaklanacak olan kuruma hızı farkı, kurumanın ilk safhasında belirgin ölçüde görülemezken, azalan kuruma hızı sürecine girildiğinde, suyun ürün dokusundan yüzeye difüzyonu zor olacağından bu safhada kuruma hızının ince doğranmıĢ ürüne göre daha yavaĢ olduğu belirgin Ģekilde ortaya çıkmaktadır. Süt tozu, meyve suyu tozu gibi ürünlerin eldesinde kullanılan püskürtmeli kurutucularda ürün boyutu minimum düzeye indirilerek yüzey alanı arttırılır. Bu sayede çok kısa bir sürede etkin bir kurutma gerçekleĢtirilmiĢ olmaktadır (Geankoplis 1993).
Ürünün BileĢimi: Kurutulan gıdalarda kurutma süreci esnasında ürün bileĢimi, süreçle beraber değiĢiklik göstermektedir. Ġçeriğinde pektin ve niĢasta gibi molekülleri ihtiva eden gıda ürünlerinde, su bu bileĢenler tarafından tutularak jel bir yapı oluĢacağından, üründen uzaklaĢması çok zordur. Buna ilave olarak yapısında yüksek miktarda yağ ve Ģeker içeren gıdalarda suyun buharlaĢması daha zor olduğundan, kuruma da yavaĢ gerçekleĢir.
9
Ürün Miktarı: Meyve ve sebzelerin kurutma iĢlemleri sırasında taneler düzgün formda üst üste gelmeyecek Ģekilde dizilerek kurutma yapılmalıdır. Kurutulacak ürününün birim miktarının fazla oluĢu kuruma sürecini uzatacaktır. Örneğin konveksiyonel kurutma iĢleminde kurutulacak olan ürünün dizilimi ne kadar kalın olursa sıcak havanın ürüne nüfus etmesi o kadar zor ve kuruma iĢlemi de o kadar uzun sürecektir (Mujumdar 2004).
Kurutma sıcaklığı: Kurutulacak olan ürünlere uygulanan kurutma havasının sıcaklığı arttıkça birim zamanda üründen buharlaĢan su miktarı da buna bağlı olarak artmaktadır.
Ancak bunun yanı sıra kurutma sıcaklığı, kurutma yapılacak ürünün niteliklerine göre belirlenmelidir. Fazla miktarda uygulanacak olan sıcaklık üründe istenmeyen renk değiĢimleri, yüzeyde deformasyon gibi belirtilerle kendini gösterebilmektedir (Mujumdar 2004) .
Kurutucudaki hava hızı: Kurutulan ürünün özellikle ilk kuruma evresinde, kurutucu içerisindeki hava hızı ne kadar yüksek ise ürünün kuruma hızı da o kadar yüksek olur.
Kurutucudaki hava, gıdanın yüzeyinde oluĢmuĢ olan sabit buhar tabakasını gıda yüzeyinden alarak, ihtiva ettiği nemin daha kısa sürede dokudan ayrılmasına yardımcı olmaktadır (Mujumdar 2004).
Kurutma Ortamının Sahip Olduğu Basınç: Kurutma ortamının sahip olduğu basınç ile gıdanın ihtiva ettiği suyun buharlaĢma sıcaklığı doğru orantılı olarak değiĢkenlik göstermektedir. Kurutma ortamının basıncı yükseldikçe, suyun buharlaĢma sıcaklığı da yükseliĢ göstermektedir. Dolayısıyla ortamdaki vakum arttıkça (ortam basıncı azaldıkça), buharlaĢan su miktarı artacak ve kurutma daha kısa sürede gerçekleĢecektir (Cemeroğlu 2004).
Kurutma sürecinde ürünün karıĢtırılması: Meyve ve sebzelerin kurutma sürecinde bulundukları konumlar belirli sürelerle veya sürekli olarak titreĢtirme gibi iĢlemlere tabi tutularak kurumanın daha hızlı ve etkin gerçekleĢmesi sağlanabilmektedir (Cemeroğlu 2004).
10
Gıdaların Kurutulması ile Yapılarında Meydana Gelen Değişimler
Kurutma iĢlemine tabi tutulan gıda ürünlerinde, hem kurutma sırasında hem de kurutma sonrasındaki süreçte fizyolojik, biyolojik ve kimyasal olarak pek çok değiĢiklik meydana gelmektedir. Bu değiĢiklikler pozitif yönde olabileceği gibi, istenmeyen renk ve tat oluĢumu, besin değerlerinde kayıplar olarak negatif yönde oluĢabilmektedir.
OluĢacak değiĢiklikler gıdaya özgü niteliklere, kurutma parametrelerine ve depolama Ģartlarına göre kendini göstermektedir (Baker 1997).
Kitle yoğunluğunda azalma: Birim hacmin ağırlığı olarak tanımlanan kitle yoğunluğu kurutulmuĢ gıdalar için bir kalite göstergesidir. Kurutulan üründe, kurutma baĢlangıcı ve sonunda boyut değiĢikliği yani herhangi bir büzülme tespit edilmediği taktirde ürünün kaybettiği su miktarı kadar kitle yoğunluğunda bir azalma meydana gelir. Ancak özellikle elastik yapı gösteren sebze ve meyvelerde mutlaka kurutma sonunda bir miktar büzülme gözlemlenir. Büzülme oranı lifli yapı gösteren sebze ve meyve gibi gıda ürünlerinde %50 ye kadar yükselebilir (Dadalı 2007). Bu oranın azaltılması gıdanın daha düĢük sıcaklık ve daha yüksek bir nem ortamında kurutulmasına bağlıdır.
Mikrodalgada kurutulan gıdalarda, kurutucu prensibinden kaynaklı olarak daha az oranda büzülme göstermektedirler (Panyawong ve Devahastin 2007). Çoğunlukla kurutma sürecinin ilk safhalarında oluĢan büzülme, gıdalarda yapının içe doğru çökmesi ile gerçekleĢir. Sebze ve meyveler su oranı yüksek olan gıda maddeleri olmasından dolayı camsı geçiĢ sıcaklıkları buna bağlı olarak çok düĢük değerlerdedir. Camsı geçiĢ sıcaklığına yakın değerlerde bir kurutma iĢlemi yapıldığında büzülmenin önüne geçilebilir ancak bu sıcaklıklarda yapılan kurutma iĢlevsel olmayacağından dolayı sebze ve meyvelerin kurutulmasında mutlaka değiĢik miktarlarda büzülme ile karĢılaĢılmaktadır (Canovas ve Mercado 1996). Ürün niteliklerine ve kurutma parametrelerine bağlı olarak kitle yoğunluğunda değiĢim miktarı değiĢiklik göstermektedir (Geankoplis 1993).
Kabuk bağlama: Kurutulacak olan ürüne uygun olmayan kurutma parametrelerinin uygulanması ile meydana gelen bir durumdur. Genellikle kurutma iĢleminin ilk evresinde ürüne yüksek sıcaklık verilmesi ile yüzey tabaka hızla su kaybederek sert bir kabuk formuna dönüĢürken alt tabaka nemli olarak kalır. Kabuk bağlayan gıda
11
materyalinde ısı merkeze daha zor ve geç iletileceğinden kuruma hızında hızlı bir düĢüĢ gözlemlenir (Cemeroğlu ve Acar 1986).
Çözünür madde göçü: Gıdanın kurutulması esnasında merkezden yüzeye doğru difüzyon ile bir nem transferi gerçekleĢmektedir. Bu transfer ile serbest su içerisinde bulunan çözünmüĢ moleküller de nem ile birlikte hücrenin sahip olduğu yarı geçirgen zarın yapısına göre hücre duvarında difüzlenmektedir. Yüzeye taĢınan su hücreden ayrıldıktan sonra hücre duvarı boyunca bir kuru madde birikmesi gözlenir. Yüzeydeki bu birikim miktarı arttıkça konsantrasyon eĢitlenene kadar daha sonraki aĢamada yüzeyden iç kısma doğru çözünür madde difüzyonu gerçekleĢir. Uçucu olmayan çözünür maddelerin göçü ise sıvı çözeltinin hareket etmesi ile gerçekleĢmektedir ve buhar hareketine bağlı değildir. ġeker içeriği yüksek olan meyveler kurutma iĢlemine tabi tutulduklarında çözünür madde göçüne bağlı olarak kabuk oluĢumu görülmektedir.
OluĢmuĢ olan kabuk zamk veya camsı görünüme sahip olup, su difüzyonunun gerçekleĢmesini engeller ve dolasıyla iç kısımdaki nem kabuk nedeniyle dıĢarı atılamadığından istenmeyen bir kurutma sonucu elde edilir.
Rehidrasyon yeteneğindeki değiĢim: KurutulmuĢ olan ürünün suda belli bir miktar bekletilmesi sonucu kazandığı su miktarının ölçüsü rehidrasyon yeteneğidir. Ġyi bir kurutma iĢleminin ölçütlerinden biri, kurutulmuĢ ürünün suda bekletildikten sonra taze halindeki Ģekil ve nem miktarına eriĢmesidir. Rehidrasyon yeteneği, parça halindeki gıda ürünlerinin yanı sıra püre veya sıvı halde kurutularak granül hale getirilen süt tozu, meyve tozu gibi kurutulmuĢ ürünlerde de mevcuttur. Bu tip ürünlerin instant özellik göstermesi yani toz formundaki ürünün sıvı içerisinde hızla eriyip dağılması beklenir (Arsdel ve Copley 1963).
Renk değiĢimleri: Enzimatik veya enzimatik olmayan yollarla gerçekleĢen renk esmerleĢmesi, kurutma sonrası depolama sürecinde ve kurutma sürecinde gerçekleĢebilen bir reaksiyondur. EsmerleĢme reaksiyonlarının gerçekleĢmesi ile birlikte kurutulmuĢ olan meyve-sebzede görünüm ve renk değiĢiminin yanı sıra, tat ve besin değerlerinde negatif yönde bir değiĢiklik gözlenmektedir. EsmerleĢme reaksiyonları kurutulan gıdanın içerdiği nem miktarına, kurutma süresi ve hızına ayrıca ürünün bileĢimine bağlılık gösterir. Enzimatik esmerleĢmelerin durdurulabilmesi/
12
sınırlandırılabilmesi için, meyve ve sebzelerde kurutma öncesinde haĢlama iĢlemine tabi tutulması, osmotik dehidrasyon ve su aktivitesinin düĢürülmesi olumlu anlamda etki edebilmeketedir (Maskan 2001). Enzimatik esmerleĢmelerde, enzimlerin çalıĢtığı su aktivite değer aralıkları önem arz etmektedir. Peroksidaz, fenoloksidaz ve amilaz enzimleri su aktivitesi 0,85 değerinin altına düĢtüğü zaman inaktif duruma gelirler.
Ancak su aktivitesi 0,25 değerinde bile aktif durumda olabilen lipaz enzimi kurutulmuĢ gıdaların bozulmasında etkin rol oynadığı bilinmektedir.
Enzimatik esmerleĢmenin yanı sıra kurutulmuĢ ürünlerde daha çok enzimatik olmayan esmerleĢmeler görülmektedir. Enzimatik olmayan esmerleĢmeler kurutma esnasında gerçekleĢtiği gibi depolama koĢullarının elveriĢsiz olduğu ortamlarda da devam etmektedir. Maillard reaksiyonu adı verilen enzimatik olmayan esmerleĢmelerde proteinlerin amino grupları ile Ģekerlerin aldehit grupları rol oynar. Maillard reaksiyonu
%15-20 su oranı bulunan ortamlarda maksimum hızda gerçekleĢmekte iken nem oranı
%15‟in altına düĢtüğü takdirde azalmakta ve %2‟nin altında ise reaksiyon durmaktadır.
Ortam sıcaklığı ve reaksiyona giren besin konsantrasyonu (indirgen Ģeker gibi) arttıkça, maillard reaksiyonunda da hızlanma görülür. Reaksiyonun gerçekleĢmesi ile birlikte renk değiĢimleri, ürün niteliğine bağlı olarak Hidroksimetilfurfural (HMF) oluĢumu, besin ve aroma kayıpları gibi olumsuz sonuçlar meydana gelmektedir (Gedik 2001).
Besin kayıpları: Gıdaların kurutulmasıyla birlikte ihtiva ettikleri besinlerin (protein, yağ, karbonhidrat, madensel maddeler vs.) yoğunlukları artmaktadır. Uygulanan kurutma tekniği ve kurutma parametrelerine bağlı olarak besin değerlerinde kayıplar oluĢmaktadır. Ayrıca ürün içerisinden buharlaĢan su ile birlikte uçucu bileĢenler de üründen uzaklaĢarak aroma kaybı meydana gelmektedir. Sebze-meyvenin içerdiği vitaminler kurutma ile birlikte oluĢan oksidasyon ürünleri ile tepkimeye girdiğinde bir miktar kayba uğramaktadırlar. Özellikle Kükürt dioksit ve sıcaklığa çok duyarlı olan Tiamin, kurutma öncesi kükürtlemeye tabii tutulması ile büyük oranda kayba uğrar.
Asitliği yüksek olan sebze ve meyvelerde sakkaroz inversiyona uğrayarak ürünün yapı ve lezzetinde değiĢiklik meydana getirmektedir. Yapılan araĢtırmalarda proteinlerin ise kurutma iĢlemine tabi tutulan ürünlerde biyolojik değerinin kaybolmadığı bildirilmiĢtir (Hernandez ve ark. 2006). Besin değerlerinde oluĢan kayıpların minimalize edilmesi için kurutma koĢullarının ürüne uygun olmasının yanı sıra, kurutma sonrası ürünün
13
depolama safhasında oksijen oranı, nem miktarı ve sıcaklığı düĢük olan ortamlar tercih edilmelidir (Karabulut ve ark. 2007).
Mikrobiyolojik DeğiĢimler: KurutulmuĢ gıdaların içerdiği su miktarının azalması ile birlikte mikroorganizmaların faaliyetleri sınırlandırılır. Ancak yapılan araĢtırmalarda özellikle patojen mikroorganizmaların kurutulmuĢ sebze-meyvelerde uzun süre aktivitesini koruduğu tespit edilmiĢtir. Bu nedenle mikroorganizma yükü açısından tehdit oluĢturmayacak kuru bir gıda elde etmek için en doğru seçenek, kullanılan hammaddenin sağlıklı olması, kurutmaya hazırlama ve kuruma aĢamalarında hijyen kurallarına dikkat edilerek ürünün kontamine olmasının önüne geçilmesidir.
Kuru sebze ve meyveler için su aktivite değeri 0,7 olduğunda mikroorganizma tehdidi büyük oranda engellenmiĢ olur. Ancak bazı ozmofilik mayaların 0,6 su aktivitesi değerinde faaliyet gösterdikleri tespit edilmiĢtir (Karaçalı 2002).
Meyve ve Sebzelerde Kurutma Öncesi Uygulanan İşlemler
Meyve ve sebzelerin kurutulmalarından önce bir takım ön iĢlemlere tabi tutulması son ürün kalitesi üzerine pozitif anlamda etki göstermektedir. En yaygın kullanılan ön iĢlem teknikleri açıklamaları ile birlikte belirtilmiĢtir.
HaĢlama: Kurutma yapılmadan önce meyve ve sebzelerin haĢlanması enzim inaktivasyonunu sağlayacağı için kurutma iĢlemi sırasında oluĢabilecek enzimatik esmerleĢme reaksiyonlarının minimalize edilmesini sağlamaktadır.
Askorbik asit ile muamele: Meyve sebzeler kurutma iĢleminden önce askorbik asit çözeltisine daldırıldıklarında esmerleĢme reakiyonunun önüne geçilmesine rağmen bu durum geçici bir süre etkinliğini sürdürmektedir.
Sülfür ile muamele: Meyve ve sebzeler kurutulduktan sonra niteliklerinin uzun süre muhafaza edilmesinin sağlanması için sülfit çözeltisine daldırma veya kapalı alanlarda sülfür gazı ile muamele edilmektedir. Buna ilave olarak, sodyum metasülfit tuzları, sodyumsülfit ve bisülfat molekülleri de meyve ve sebzelerde aynı muhafaza etkisini gösterebilmektedir.
14
Kabuk parçalama (çizikleme): Yöntemde meyve öncelikle kaynayan su içerisine daha sonra buzlu su içerisine daldırılıp çıkarılarak suyundan arındırılır. Meyve yüzeyine mumsu bir tabaka bulunan yabanmersini, erik, üzüm, kiraz ve viĢne gibi meyvelerde kuruma esnasında meyvenin yüzeyden çatlamasını engellemek amacıyla koruyucu bir yöntem olarak kullanılmaktadır (Cemeroğlu 2004).
Kurutma Çeşit ve Teknikleri
Kurutma iĢleminde, kurutulacak olan ürünün içerdiği nem, sahip olduğu hacim, kendisine özgü tekstür özellikleri, yasal düzenlemeler ve son ürün için istenen nitelikler, uygulanacak olan kurutma tekniğinin ve parametrelerinin belirlenmesinde rol oynamaktadır.
Kurutma iĢlemi, kurutulacak olan maddenin ihtiva ettiği suyu uzaklaĢtırmak amacıyla uygulanacak olan ısının taĢınma Ģekline göre kontakt kurutuma, konveksiyonel kurutma ve radyasyon kurutma olarak adlandırılmaktadır. Kontakt kurutma iĢleminde, kurutulacak olan ürün hareketli veya hareketsiz Ģekilde dururken, aynı zamanda temas halinde olduğu sıcak yüzeyden ısı geçiĢi gerçekleĢmektedir. Yani kondüksiyon ile evaporasyon için ihtiyaç duyulan ısı taĢınmaktadır. Endüstride kullanılan en tipik örneği silindirik (valsli) kurutma sistemleridir. Sıcak hava tekniği olarak da bilinen konvekiyon ile kurutuma iĢleminde, ürünün içerdiği suyun buharlaĢtırılarak uzaklaĢtırılması için ihtiyaç duyulan ısı, bir gaz aracılığıyla yani genellikle hava ile taĢınmaktadır.
Kurutulacak olan ürünün üzerinden, içinden ve aralarından sıcak hava geçirilmektedir.
Radyasyon ile kurutma iĢleminde ise infrared, dielektrik veya mikrodalga gibi elektromanyetik enerji kaynaklarından faydalanılmaktadır. Yani, kurutulacak olan ürüne uygulanan ısı, herhangi bir maddi taĢıyıcıya ihtiyaç duyulmadan sistem içerisindeki bir radyasyon kaynağı ile ulaĢtırılmaktadır (Garcia ve ark 1988).
Biyokimyasal ve kimyasal süreçlerde oldukça büyük öneme sahip olan kurutma teknolojisi kendi içerisinde uygulanma Ģekline göre doğal ve yapay kurutma olarak iki ana gruba ayrılmaktadır. Çok eski zamanlardan itibaren insanoğlunun kullandığı, güneĢ ıĢınlarının enerji kaynağı olarak kullanılıp, ürün bünyesindeki su (nem) miktarını azaltması ile gerçekleĢen kurutma; “doğal kurutma” olarak adlandırılır. Doğal kurutma, doğada herhangi bir insan müdahalesi olmadan da gerçekleĢebilmektedir. Baklagil ve
15
tahıl grubunun tarlalarda kendiliğinden kuruması buna örnek olarak gösterilebilir. Bu yöntem ekonomik açıdan elveriĢli olsa da, ürünün toz, yağmur, böcek ve kemirgen gibi dıĢ faktörlere maruz kalması, kalite kaybına neden olmaktadır. Ayrıca güneĢte kurutma iĢlemine tabi tutulan ve klimakterik davranıĢ sergileyen meyve ve sebzelerde solunum bir süre devam etmekte ve buna bağlı olarak fermentasyon görülmektedir (Saçılık ve Eliçin 2006). Bu durum istenen verimi düĢürdüğünden yapay kurutma iĢlemine göre bir dezavantaj olarak belirmektedir. GüneĢte kurutma yapabilmek için kurutma yapılacak ürünün miktarına bağlı olmakla birlikte geniĢ alanlara ihtiyaç duyulmaktadır. Bununla birlikte her ürün fiziksel ve kimyasal yapıları göz önüne alındığında güneĢte kurutulmaya elveriĢli değildir. Teknolojik kurutma yöntemlerine göre kurutma süresi daha uzundur. Üründe oluĢabilecek renk değiĢimleri ve mikrobiyolojik yük miktarında artıĢ gerçekleĢmektedir. Ayrıca son ürünün ihtiva ettiği nem oranı yapay kurutmada olduğu gibi minimalize edilememekte genellikle %15 civarında sabitlenmektedir. Bu nedenle kurutma iĢleminde teknolojik geliĢmelere ihtiyaç duyulmuĢtur (Soysal 2004).
Yapay kurutma tekniklerinde ise, gıda maddesi kontrollü Ģartlar altında ve kapalı bir alanda kurutma iĢlemine tabii olmaktadır. Doğal kurutma ile kıyaslandığında iĢletme ve yatırım maliyetleri çok daha fazla olmasına rağmen, ürün kalitesi daha yüksek olmakta, vitamin ve besin değerlerinde çok daha az kayıp yaĢanmakta, kurutma iĢlemi çok daha kısa sürmekte ve kurutulan ürün istenilen nem içeriğine getirilebilmektedir (Dadalı, 2007). Yapay kurutma tekniğinde güneĢ enerjisi de enerjiği kaynağı olarak kullanılabilmektedir. Ancak diğer enerji kaynaklarından daha çok faydalanılmaktadır.
Günümüzde teknolojinin geliĢmesi ile beraber kurutma iĢleminin endüstriyel boyuta taĢınmasını sağlayan pek çok kurutma sistemi geliĢtirilmiĢtir. Bu sistemlere örnek olarak, kabin tipi kurutucular, akıĢkan yataklı kurutucular, tünel kurutucular, vakum kurutucular, mikrodalgalı kurutucular, püskürtmeli kurutucular ve dondurarak kurutma yapan kurutucular gösterilebilir (Doymaz 2003).
Gıda Maddelerinde Yaygın Olarak Kullanılan Bazı Kurutma Teknikleri Sıcak Hava ile Kurutma Tekniği:
Bu teknikte kurutulacak olan ürüne konveksiyon ile ısı aktarımı gerçekleĢir. Sıcak havalı kurutucuların içerinde ısıtılmıĢ olan hava sirküle edilmektedir. Havanın hareketi
16
genellikle vantilatör ve fan sistemleri ile sağlanarak, sıcak hava, kurutulacak olan ürünün, içinden, arasından veya üzerinden geçirilmektedir. Sıcak havalı kurutucularda, sıcak havanın ürünle olan temasına göre doğru, ter, çapraz ve paralel olarak gruplandırılır. Ġçerideki havanın ısıtılması doğrudan veya dolaylı olarak yapılabilmektedir. Doğrudan ısıtmada, hava alev ile direkt olarak temas edilerek ısınır.
Dolaylı ısıtmada ise hava, alevle, buharla ya da elektriksel bir kaynakla ısıl taĢınım, ısıl iletim veya bunların kombinasyonu ile ısıtılır. Elektriksel yöntem ile ısıtılan havanın kullanıldığı kurutucular, genellikle, kurutmak için yüksek sıcaklığa ihtiyaç duymayan ürünlerde kullanılmaktadır (Saldamlı ve Saldamlı 2004). Sıcak havalı kurutucuların en tipik örneği kabin tipi kurutuculardır. Kabin tipi kurutucular, içerisindeki düz, delikli veya ızgaralı kerevetlere, kurutulacak olan gıdanın dilimlenmiĢ, püre veya bütün halde ince bir tabaka oluĢturacak biçimde yerleĢtirilerek, sıcak havanın hareketsiz olan kerevetler arasında dolaĢıp daha sonra belli bir kanaldan dıĢarı çıkarılması prensibine dayanmaktadır. Kabin tipi kurutucularda havanın kullanımı iki Ģekilde gerçekleĢmektedir. Ġlkinde hava sirküle edilerek, sıcak havanın kurutulan gıdadan aldığı nem, bir kondensör veya bir silikajelden geçirilerek, taĢıdığı nem tutulup tekrar ısıtıcıya gönderilir. Diğer tipte ise hava tek kullanımlıktır ve kurutulan üründen nemi aldıktan sonra çıkıĢ kanalından hava dıĢarı atılır (Yağcıoğlu 1999). Kabin kurutucular genellikle çok fazla miktarda ürün kurutulmasında değil, birkaç ton kadar ürünün kurutulmasında kullanılmaktadır. Kuruma süresi ürüne ve istenilen son nem içeriğine bağlı olarak değiĢmektedir (Gürlek ve ark. 2015). Uygulanan havanın sıcaklığı, nemi ve hızı kabin kurutuculardaki kerevetlerin her yerinde aynı oranda olmayabilir. Bundan dolayı kerevetlerin her yerinde kuruma hızı aynı olmayabilir. Kuruma esnasında hava akıĢının yönü değiĢtirilerek bu durum engellenmektedir (Ġspir 2006).
Vakum Kurutucular ile Kurutma Tekniği:
Vakum kurutucu prensibi, sıcaklığın yüksek olması durumunda olumsuz olarak etkilenen gıdaların, vakum altında ve düĢük sıcaklıklarda hızla kurutulmasına dayanmaktadır. Çoğunlukla püre ve sıvı formdaki gıdaların kurutulmasında kullanılmakla birlikte katı formdaki gıdaların kurutulmasında da bu teknik kullanılabilir.
17
Vakum ortamı, bir buhar enjektörü veya vakum pompası tarafından emilerek 2,5x10-3 - 7x10-3 bar aralığında olacak Ģekilde vakum hücresindeki havanın ayarlanması ile sağlanır. Kondüksiyon, konveksiyon ya da radyasyonla ısı iletimi alternatiflerinden bir ya da bir kaçının kullanılması ile gıda ısıtılarak ihtiva ettiği suyun buharlaĢması sağlanmaktadır. Buhar enjektörlü tiplerde bir yoğuĢturucuya gerek yok iken, vakum pompası olan kurutucularda buharlaĢmıĢ olan su, bir yoğuĢturucu vasıtasıyla sıvı forma dönüĢtürülerek, vakum hücresinin dıĢına atılmaktadır. Okside olma özelliği gösteren gıdaların kurutulmasında, vakum hücresi içerisindeki havanın çok düĢük seviyeye indirilmesi oksidasyon tehlikesini ortadan kaldırmaktadır. Vakum tipi kurutucularda uygulanan sıcaklık düzeyi nispeten diğer kurutuculara göre daha düĢük olduğundan dolayı, yüksek sıcaklıkta kurutulan ürünlerin yüzeyinin hızlı bir Ģekilde kuruyup sertleĢmesi ve iç katmanlardan yüzeye nem difüzyonunun engellenmesi nedeniyle homojen bir kurutma sağlanamamasın önüne geçmektedir. Sıcaklığın ve ortamdaki havanın daha düĢük olması, renk, besin ve aroma kayıplarını minimalize etmektedir.
Ancak vakum kurutucuların pek çok kurutucu tipine göre çok daha maliyetli olması en büyük dezavantajıdır. Endüstride kullanılabilirliğini sağlamak amacıyla tavsiye edilen yöntem, bir ürünün tüm kuruma aĢamalarının vakum kurutucuda gerçekleĢtirilmesindense, sıcak hava ile kurutma yöntemlerinden biri ile ürünün mevcut nemi %35-40 dolaylarına kadar ön kurutma yaparak, ikinci aĢama olarak nem değerini vakum kurutucular ile %10-15 dolaylarına düĢürmektedir (Saldamlı ve Saldamlı 2004).
Mikrodalga ile Kurutma Tekniği:
Sözcük anlamı olarak mikrodalga, 1 metreden kısa elektromanyetik dalga boyunu ifade etmektedir. Elektromanyetik spektrumun bir parçası olan mikrodalgalar, 1mm ile 1 m arasında dalga boyuna ve 300 MHz ile 300 000 MHz frekans aralığına sahiptir.
Mikrodalga fırınlarda kullanıma uygun olarak belirlenen frekans, suyun rezonans frekansı olması sebebiyle 2450 MHz‟dir (Uslu ve Certel 2006). Kullanılacak olan mikrodalga frekansı, tıbbi, endüstriyel ve bilimsel kullanım alanlarına göre, Amerika BirleĢik Devletleri Federal Kominikasyon Komitesi tarafından, 915 MHz, 2 450 MHz, 5 800 MHz ve 24 225 MHz değerleri ile sınırlandırılmıĢtır. Mikrodalganın içeriği farklı dalga boyları gıdanın içerisine nüfus etme miktarını etkilemektedir. Örneğin, 2 450
18
MHz frekansa sahip olan dalga boyları, 915 MHz frekansa sahip olanlara göre gıda içerisine daha az nüfus etmektedir (Drouzas ve ark. 1999).
Mikrodalga fırın, fırın boĢluğu (aplikatör), mikrodalganın yayılmasını sağlayan dalga yayıcı ve magnetrondan oluĢmaktadır. Magnetron, fırın içerisinde bulunan, elektrik enerjisini mikrodalgaya dönüĢtüren bir vakum tüpüdür. Magnetron, merkezde bulunan elektron yayıcı bir katot ve delikli silindirik bir anottan oluĢmaktadır. OluĢturduğu mikrodalgalar, düĢük enerji seviyesine sahip fotonlar Ģeklinde kurutulacak olan gıdaya nüfus eder (Afzal ve Abe 2000). Mikrodalgaların gıda üzerine düzgün yayılmasını sağlamak amacıyla fırın içerisinde, pervane ya da döner tabla bulunmaktadır.
Kullanılacak olan tabla genellikle kağıt, tahta, plastik ve en çok cam olarak tercih edilmektedir. Metal tabla kullanılması durumunda, metal yüzey, ıĢını tekrar yansıtacağından dolayı kurutma süresinin uzamasına ve kuruma veriminin düĢmesine neden olacaktır. Derinliği fazla ve köĢeli kaplara göre derinliği az ve yuvarlak olan tablalar kurutma iĢleminde daha fazla verim elde edilmesini sağlamaktadır.
Mikrodalga kurutucular, diğer yapay kurutma yöntemlerine göre kurutma süresinin kısalığı, yüksek kurutma etkinliği, kullanım kolaylığı ve ortam ile kurutma kabinin ısınması için bir enerji harcanmadığından daha ekonomik oluĢu nedeniyle pek çok avantajı bulunmaktadır. Isınma iĢlemi diğer kurutma yöntemlerinde olduğu gibi içten dıĢa gerçekleĢmez. Ürünün tüm noktaları merkezden en dıĢa kadar aynı anda yani eĢ zamanlı olarak ısınmaya baĢlar (Drouzas ve ark. 1999). Mikrodalga tipi kurutmada belirtilen avantajların yanı sıra, hızlı kütle kaybı sebebi ile tekstürde hasar, buna bağlı olarak dokuda istenmeyen değiĢimlerin gözlemlenmesi, kuruyan ürünün ulaĢtığı son sıcaklık değerinin kontrol edilmesinin zor oluĢu gibi olumsuz durumların gözlemlenebilmektedir. Bundan dolayı konveksiyonel kurutma yöntemleri ile kombine edilerek kullanılıp, bu tip istenmeyen durumların önüne geçilebilmekte ve kurutma verimi yükseltilebilir (Barbosa ve Vega 1996).
Diğer kurutucu tiplerine göre mikrodalga kurutucularda, ürün yapısında oluĢan ısı birikimi, çok daha hızlı geliĢmekte ve dokunun ihtiva ettiği nemi hızlı bir Ģekilde su buharına dönüĢtürmektedir. OluĢan su buharı, kurutulan üründen ayrılırken, üründe deformasyonlara neden olabilmektedir. Bu nedenle kullanım amacı da dikkate alınarak
19
gıda ince dilimler halinde kesilip veya püre haline getirilirse kurutma verimi daha iyi olacaktır. Kurutulacak olan ürünün parçalanma veya dilimlenme kalınlığı kurutma parametrelerinin belirlenmesinde önemli bir kriterdir. Dilimlerin 2 mm‟yi geçmemesi gerektiği yapılan çalıĢmalarda belirtilmiĢtir. Ürün kalınlığı ne kadar fazla olursa, tekstür o kadar deforme olacak ve kurutma verimi düĢecektir (Karaarslan 2008). Mikrodalganın kurutma sürecindeki belirlenen gücü, kurutulacak olan gıdanın baĢlangıç nemi ve ürünün Ģekli kurutma etkinliği açısından son derece önemli parametrelerdir. Ürün niteliği açısından esmerleĢme reaksiyonu gerçekleĢtireceği için Ģeker ihtiva eden ürünler, Ģekersiz ürünlere göre daha düĢük güç uygulanarak kurutma sağlanmalıdır.
Bunlara ek olarak, iyi bir sonuç için kurutulacak olan ürünün homojen nitelik göstermesi önemlidir. Örneğin kurutulacak olan bir sebzenin sap ve yaprak kısımları homojen özellik göstermediğinden beraber kurutmaya alınması iyi bir kurutma sonucunun önüne geçmektedir (Toğrul ve Pehlivan 2003).
2.3. Kurutma ile İlgili yapılan Çalışmalar
Hedayatizadeh ve Chaji (2016), kurutma parametreleri ve kurutma öncesi uygulanan ön iĢlemlerin son üründeki besin değeri ve renk değiĢimi üzerine bir çalıĢmaları derlemiĢlerdir. ÇalıĢmalarında Cinquante ve arkadaĢlarının, 3 farklı eriği (angeleno, empress ve stanley) alkali çözeltisine daldırdıktan sonra kurutma iĢlemine tabi tutmuĢlar ve ön iĢlemsiz kurutma yapılan eriklere göre son üründeki fruktoz ve glikoz oranının daha yüksek olduğunu belirtmiĢlerdir.
Kutlu ve ĠĢçi (2016), yaptıkları bir çalıĢmada dilimlenmiĢ patlıcanları (solanum melongena) farklı sıcaklık parametrelerinde (60, 70 ve 80°C) tepsili kurutucuda ve farklı güç değerlerinde (180, 450 ve 720 W) mikrodalgada kurutma iĢlemine tabi tutmuĢlardır. Bununla beraber deneysel veriler, farklı 13 modele uyarlanmıĢ ve katsayılar doğrusal olmayan regresyon analizleri ile hesaplama iĢlemine tabi tutulmuĢtur. Sonuçlar değerlendirildiğinde mikrodalga gücü ve sıcaklığın artmasıyla birlikte efektif difüzyon katsayılarında artıĢ görülmüĢtür. Mikrodalgada yapılan kurutma iĢlemi sonucu aktivasyon enerjisi, mikrodalga gücü ile tepsili kurutucuda kurutma iĢlemine tabi tutulan patlıcan dilimlerinde ise aktivasyon enerjisi sıcaklıkla
20
iliĢkilendirilmiĢtir. Mikrodalgada kurutma için 180 W, tepsili kurutma için ise 60°C en yüksek rehidrasyon gözlemlenen değerler olarak kaydedilmiĢtir.
AktaĢ ve Kara (2013), ısı pompalı ve güneĢ enerjili bir kurutucu tipi tasarlayarak, 5 mm kalınlığında dilimledikleri kivileri kurutarak deneysel olarak incelemiĢlerdir. BaĢlangıç nem içeriği 6 g su/g kuru madde olan kivi dilimleri 0,1-1,0 m/s aralığında değiĢen hava hızı ile, 35 °C sıcaklıkta (8,5 saat) 0,53 g su/g kuru madde; 40 °C sıcaklıkta (7,5 saat) 0,25 g su/g kuru madde; 45°C sıcaklıkta (7,5 saat) 0,14 g su/g kuru madde ve 50 °C sıcaklıkta (6,5 saat) 0,15 g su/g kuru madde nem içeriğine ulaĢıncaya dek kurutulmuĢlardır. Sistemin ortalama ısı performans katsayıları (2,90 ve 2,27) ve güneĢ kolektörü verimi (% 56,7) de göz önüne alınarak sonuçlar değerlendirildiğinde kivi dilimleri için en uygun kurutma sıcaklığının 50 °C olduğu belirtilmiĢtir.
Demiray ve Tülek (2016) yapmıĢ oldukları bir çalıĢmada, güneĢte bütün olarak kurutulmuĢ bamya örneklerine üç farklı rehidrasyon sıcaklığının (25, 35 ve 45°C), rehidrasyon kinetiği üzerine etkisi incelenmiĢtir. Dört farklı modelle, rehidrasyonda elde edilen deneysel sonuçların uygunluğu doğrusal olmayan regresyon analizi uygulanarak karĢılaĢtırılmıĢ ve modellere ait katsayılar hesaplanmıĢtır. Peleg ve Weibull modellerinin deneysel sonuçlara en iyi uyum gösteren modeller olduğu tespit edilmiĢtir.
Sonuçlar değerlendirildiğinde yüksek sıcaklıkta (45°C) yapılan rehidrasyon iĢleminde nem kazanımının daha hızlı olduğu tespit edilmiĢtir.
Yoğurtçu (2014), yapmıĢ olduğu çalıĢmada 8 mm kalınlığındaki limon dilimlerini mikrodalgada farklı güç değerlerinde (90, 180, 360, 600 W) kurutularak ince tabaka kuruma kinetiği incelenmiĢ ve zamana karĢı limon dilimlerindeki kütle değiĢimi takip edilmiĢtir. 90, 180, 360 ve 600 W mikrodalga çıkıĢ güçlerinde kurutulan limon dilimlerinin son nem içeriklerine sırasıyla 52, 16, 8 ve 5,5 dk sonunda ulaĢıldı. Deneysel verileri değerlendirmek için Henderson & Pabis, Page ve Logaritmik ince tabak kuruma modelleri kullanılarak R2, x2 ve RMSE istatistiki parametreleri kıyaslanmıĢtır.
Uygulanan modeller içerisinde limon dilimlerinin mikrodalga kuruma davranıĢını en iyi ifade eden modelin, Page modeli olduğu tespit edilmiĢtir.
Hastürk ve ark. (2012), iki farklı sıcaklık derecesinde ve farklı ön iĢlemlerde, vakum altında kurutmanın dilimlenmiĢ olan domateslerin kurutma karakteristiklerine ve kuru
21
madde, pH, titrasyon asitliği, renk, toplam Ģeker, indirgen Ģeker, askorbik asit, likopen, potasyum ve sodyum içeriği gibi kalite kriterlerine olan etkisi incelenmiĢtir. Kurutma iĢlemi 10 kPa vakum basınçta, 65 ve 75°C sıcaklık uygulanarak gerçekleĢtirilmiĢtir.
Uygulanan kurutma tekniklerinde ön iĢlem olarak domatesler önce bütün halde %2 etil oleat + %4 potasyum karbonat karıĢımına daldırılmıĢ, daha sonra ise dilimlenen domatesler iki gruba ayrılarak, bir grup %2 sodyum metabisülfit çözeltisine, diğer grup ise %1 sitrik asit + %1 askorbik asit karıĢımına daldırılmıĢtır. Elde edilen sonuçlara göre, ön iĢlem uygulamalarının kuruma sürelerini kısalttığı ve ön iĢlem uygulamalarının tüm renk kriterleri üzerine olumlu anlamda etki ettiği belirlenmiĢtir. Ön iĢlem uygulamalarıyla kurutulan domateslerin Ģeker içerikleri, ön iĢlem uygulanmadan yapılan kurutma iĢlemlerine göre nispeten daha düĢük değerde kalmıĢtır.
Sitrik+askorbik asit uygulaması pH değerlerinde düĢme meydana getirken, titrasyon asitliği değerlerini yükseltmiĢtir. Tüm kurutma iĢlemlerinde, kurutulmuĢ olan domateslerin askorbik asit değerleri düĢmüĢ ve bununla beraber artan kuru madde içeriği ile birlikte likopen, potasyum ve sodyum miktarlarında artıĢlar olmuĢtur.
Tülek ve Demiray (2014) Trabzon hurmalarını, sakaroz çözeltisinde(%20‟lik) ozmotik ön kurutma iĢlemi ile 80°C su içerisinde 15 dakika bekleme süresinin ardından kabin tipi kurutucuda, üç farklı ortam sıcaklığı (55, 65 ve 75°C) uygulayarak, Trabzon hurmalarının kuruma karakteristikleri ve renk özelliklerindeki değiĢimleri incelemiĢlerdir. Sonuçlar incelendiğinde kurutma sıcaklığındaki artıĢla beraber kuruma süresinin kısaldığı ancak yüksek sıcaklıkların renk karakteristiklerini olumsuz olarak etkilediği gözlemlenmiĢtir. 80°C su içerisinde yapılan bekletme iĢleminin ozmotik ön kurutma iĢlemine göre renk karakteristikleri üzerine daha olumlu etki yaptığı ve ozmotik ön kurutma uygulanan Trabzon hurmalarına ait kuruma sürelerinin daha kısa olduğu belirlenmiĢtir.
AlibaĢ (2007), yaptığı çalıĢmada ısırgan otu bitkisinin yapraklarını sıcak havada( 50, 75, 100 ve 125°C), vakumda (20 ve 50 mm Hg) ve mikrodalga sisteminde (500, 650, 750 ve 850W) kurutma iĢlemine tabi tutmuĢ ve renk parametreleri ile enerji tüketim değerlerini karĢılaĢtırmıĢtır. Deney sonuçlarını page modele uygulamıĢ ve en uygun kurutma ve parametre olarak 850W güçde mikrodalga kurutma olduğunu tespit etmiĢtir.
22
Bondaruk ve ark. (2007), kurutulmuĢ olan patatesin Ģeker ve niĢasta miktarı, mekanik özelikleri ve renk özelliklerindeki değiĢimi tespit etmek amacıyla çalıĢma yapmıĢlardır.
Sonuçlar değerlendirildiğinde tüm kurutma iĢlemlerinde taze ve kurutulmuĢ patateslere ait renk değerleri arasında önemli farklılıklar tespit edilmiĢtir. Uygulanan kurutma tekniklerinde vakum-mikrodalga kombinasyonunun, diğer kurutma yöntemlerine göre nispeten renk değiĢiminin daha az olduğu gözlemlenmiĢtir. Kuruma süresi ve besin değerleri açısından incelendiğinde ise en uygun kurutma metodu ve parametrenin mikrodalga (24 kPa) olduğu belirtilmiĢtir.
Kamer ve ark, (2016) yapmıĢ oldukları çalıĢmada materyal olarak kullandıkları kabak ve patlıcanı aynı boyutta keserek deneysel olarak kuruma davranıĢlarını incelenmiĢtir.
Konveksiyonel kurutma iĢlemi uygulanan dilimlerde üç farklı sıcaklık (40, 50, ve 60
°C) ve üç farklı hava hızı (0,5, 1,0 ve 1,5 m/s) ile çalıĢılmıĢtır. Sonuçlar değerlendirildiğinde sıcaklık ve hız artıĢıyla birlikte kuruma süresinin kısaldığı gözlemlenmiĢ ve bununla beraber kabak ve patlıcan dilimlerinin kuruma karakteristiklerini tanımlamada en uygun modellerin Henderson-Pabis ve iki-terimli eksponansiyel modellerinin olduğu tespit edilmiĢtir.
23 3. MATERYAL VE YÖNTEM
3.1. Materyal
ÇalıĢma materyali olarak Bursa Ġli‟nin Hasanağa ilçesinden hasat edilen BayrampaĢa enginar tablaları mevsiminde taze olarak vakumlu ambalajlar içerisinde satın alınmıĢtır.
ÇalıĢmada kullanılacak olan enginar tablalarının eĢit hacimlerde ve düzgün Ģekilde olmasına dikkat edilmiĢtir.
Taze olarak soyulmuĢ ve vakumlanmıĢ olan enginar tablaları 1x2 cm ebatlarında ve kalınlığı 2 mm olacak Ģekilde dilimlenmiĢtir. DilimlenmiĢ olan enginar tablaları polifenoloksidaz enzim aktivitesini sınırlamak amacıyla kurutma iĢlemine kadar
%0,2‟lik sitrik asit çözeltisinde bekletilmiĢtir.
3.2. Yöntem
Ön deneme çalışmaları
Yapılan çalıĢma kapsamında asıl kurutma iĢlemlerinden önce, vakum kurutucu, mikrodalga ve sıcak havalı kabin tipi kurutucularda ön denemeler yapılarak kurutma iĢleminin tamamlanması için uygun nem içerikleri, bunun için gerekli olacak süre ve kurutmada kullanılacak olan enginar dilimlerinin kurutma iĢlemi için en uygun ebatları tespit edilmiĢtir.
Kurutma yöntemleri
Kabin tipi kurutucuda konveksiyonel kurutma çalışmaları:
DilimlenmiĢ enginar tablaları ön iĢlem uygulanmadan, buharda 60 sn haĢlanarak ve suda 60 sn haĢlanarak, her biri 3 farklı sıcaklık derecesinde (60, 70 ve 80°C) kurutma iĢlemine tabii tutulmuĢlardır.
Kurutma iĢlemi süresince baĢlangıç anından itibaren 20 dk aralıklarla enginar dilimleri kurutma kabininden çıkartılıp tartılarak veriler kayıt altına alınmıĢtır.
ĠĢlem basamakları ve çalıĢılan parametreler ġekil 3.1‟de verilmiĢtir.
